Question

某型号四轮汽车质量为1.6×10³ kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02 m²，当它以60 km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600 N，每行驶100 km消耗汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×10⁷ J(g取10 N/kg)。求：

(1)汽车静止时对路面的压强。

(2)汽车以60 km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率。

(3)汽车以60 km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率。

(4)汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。

Answer

(1) 2×105 Pa；(2)1.0×104 W；(3)20.3%；(4)例：噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛等；交通事故，建议：驾驶员和行人遵守交通规则等；大气污染，建议：提高汽车的制造工艺，减少有害气体的排放或者使用电动汽车等新型环保汽车等

【解析】（1）汽车的重力G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N

汽车对地面的压力F=G=1.6×104N

汽车与地面的接触面积S=4×2×10−2m2=8×10−2m2

汽车对地面压强：P＝F/S＝mg/S＝1.6×104N /8×10−2m2＝2×105Pa

（2）匀速行驶时牵引力F=f=600N，行驶速度v=60 km/h=50/3m/s

所以，牵引力功率：P＝W/t＝Fv＝fv＝600N×50/3m/s＝1.0×104W

（3）汽车行驶100km，汽油燃烧放出的热量Q放 =3.7×107 J/L×8L=2.96×108 J

汽车牵引力做的功W=FS=600N×105 m=6×107 J

汽车的效率：η＝W/Q放＝6×107J/2.96×108J×100%=20.3%

(4) 汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，例：噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛等；交通事故，建议：驾驶员和行人遵守交通规则等；大气污染，建议：提高汽车的制造工艺，减少有害气体的排放或者使用电动汽车等新型环保汽车等。